被动式红外（PIR）控制器及其应用

ht7610a／b和ht7611a／b是台湾holtek公司推出的pir控制器，可用于家庭、办公室及工厂中的安全报警系统、pir自动照明与自动门铃控制以及移动（或行进）检测等方面。

1内部结构及特点

ht7610a／b与ht7611a／bcmoslsi芯片内含两个差分运算放大器（op1、op2）以及窗口比较器、输出持续时间振荡器、系统振荡器、ac过零检测器、4v稳压器、工作模式选择电路、环境光（线）感测电路、控制电路、继电器或三端双向可控硅元件（triac）驱动输出级等电路，内部结构框图如图1所示。其主要特点如下：

●ht7610a／b和mt7611a／b均采用16脚dip封装，需要说明的是：ht7610a／ht7611a脚2上的输出用于驱动triac，而th7610b／ht7611b脚2上的输出则用来通过外部npn晶体管驱动继电器，故它们的脚2名称不同，其它引脚名称与排列完全相同，图2所示是其引脚排列。

●通过工作模式选择输入脚mode（7脚）可以选择三种工作模式：开（on）、自动（auto）和关（off）。当脚7连接vdd时，ic输出总是开通的；脚7接地，ic输出总是关断；若将该脚悬空，ic则进入自动检测模式。

●输出持续时间可通过oscd脚（3脚）外部的电阻r和电容c来设定。输出定时时间td为延时振荡器周期toscd的215040倍，即：td＝（1／foscd）×215040

●通过ac线路的过零检测可产生过零脉冲，该脉冲同时与双向可控硅驱动器同步。如果过零检测信号消失超过3秒，芯片自动复位。

●具有越权（override）控制功能。

当芯片在自动模式（脚mode开路）下工作时，输出被pir触发信号激活，输出持续时间由延迟振荡器（oscd）周期决定。用户可以超越自动模式而直接转换到测试（test）模式，也可以手动接通开（on）模式或通过切换电源开关回复到自动模式。在芯片加电后的10秒内，过零检测信号将迫使芯片进入测试模式。在测试模式下，如果时间超过32秒没有pir触发信号输入，芯片将进入自动模式。

2工作条件及主要参数指标

2．1推荐工作条件

ht7610a／b与ht7611a／b的工作条件如下：

●电源电压vdd的工作范围为5～12v（典型值是9v）；
●输入电压：输入高电平电压vih≥0．8vdd，
　输入低电平电压vil≤0．2vdd；
●系统振荡器频率fsys为16khz（在vdd＝12v，roscs＝560kω，coscs＝100pf时）；
●工作温度范围－25～＋70℃。

2．2主要参数指标

pir控制器芯片在vdd＝12v和ta＝25℃时的主要参数指标如下：
●电压调整器输出电压vee为4±0．5v；
●电源电流idd在无载和振荡器工作时的典型值为100ma；
●输出电流：输出源电流ioh在voh＝10．8v时的典型值为12ma，输出阱电流iol在vol＝1．2v时的典型值为80ma；
●cds（脚）电压高电平vth1＝8v（典型值），低电平vtl1＝4．7v（典型值）；
●zc（脚）传输电压高电平vth2为6．7v（典型值），低电平vtl2为1．8v（典型值）；
●运算放大器为输入失调电压vos为10mv（典型值），开环增益avo为80db（典型值）；
●芯片内部比较器的输出pir触发脉冲宽度tpw大于24ms。

3应用电路及工作原理

3．1继电器驱动电路

由ht7610a或ht7611apir控制器组成的继电器驱动电路如图3所示。图中，当继电器吸合时，灯点亮，在继电器释放后，灯熄灭。灯点亮持续时间由ic延迟振荡器（oscd）的振荡周期来确定。调节ic脚3外部电阻r7和电容c5可获得所需要的输出持续时间。

控制器芯片的工作电压vdd、继电器线圈（连接晶体管q1的集电极）和pir传感器（sd622型）d脚的偏置电压由交流市电电源经c1、r1降压、d1与d2整流和c2滤波等电路提供。施加到继电器线圈的电压约12v，而控制器ic和pir传感器的工作电压则被齐纳二极管稳定在9v。

墙上开关电路的关键元件是pir传感器。在人体行进时，pir传感器能检测到感应的红外功率变化，并将其转换为电压信号施加到控制器ic中的第一级差分放大器。但是，pir输入受ic脚cds（脚6）输入电平的控制。该脚外接光敏电阻（ldr）或其它cds元件，其阻值对环境光非常敏感。在白天，光敏元件阻值很小，cds脚输入低电平，pir输入截止；而在夜间，cds脚则输入高电平，pir输入被使能。

从pir输入失效到使能的延时为5秒。

由于传感器pir的感测信号是通过ic的脚11输入到内部第一个运算放大器的非反相输入端，而且第一级放大器的反相输入端（脚12）是通过r12（22kω）和c10（22μf）连接到vee端（脚9）。因此，放大器的低频响应可由r12和c10（截止频率是0．33hz）来决定。r11（1mω）和c9（0．02μf）组成的低通滤波器（lpf）的截止频率是7hz。第一级放大器的增益为：

av1＝（r12＋r11）／r12≈46．5

ic第一级放大器在13脚上的输出经r10和c9通过15脚输入到第二级放大器的反相输入端。第二级放大器的增益可由r9和r10的比值确定。其低端和高端的截止频率分别为： fl＝1／2πr10 c8 fh＝1／2πr9 c7

第二级放大器输出在内部直接连接两个比较器窗口的中心点，比较器窗口为（vdd－vee）／16。当脚ic2上的输出通过晶体管使继电器吸合时，照明灯点亮，在输出持续时间结束后，晶体管截止，继电器释放，灯熄灭。

pir控制器芯片7脚外的开关（单刀三位开关）可用来进行工作模式选择；5脚则可用作ac线路输入信号的过零检测。

3．2三端双向可控硅驱动电路

用ht7610b或ht7611b驱动三端双向可控硅元件的应用电路如图4所示。将ic脚2上的输出脉冲施加到双向可控硅的门极（g）可使可控硅导通，灯点亮，而当可控硅阻断后，灯熄灭。

继电器或双向可控硅开关元件控制的负载也可以是门铃或报警喇叭。当有人在夜晚进入报警区时，通过pir传感器可产生pir输入，从而由pir控制器驱动继电器或双向可控硅元件以使主电路接通，灯点亮或使喇叭发出声响唤醒主人。